JP2010034393A - Method of controlling substrate treatment and storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板処理制御方法及び記憶媒体に関し、特に、微小なラインアンドスペース構造が形成された基板に所定の処理を施す際の基板処理制御方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing control method and a storage medium, and more particularly to a substrate processing control method when a predetermined processing is performed on a substrate on which a minute line and space structure is formed.
通常、基板としてのウエハから半導体デバイスを製造する際、エッチングによってラインアンドスペース構造が形成される。 Usually, when manufacturing a semiconductor device from a wafer as a substrate, a line and space structure is formed by etching.
図7は、エッチングによるラインアンドスペース構造の形成工程の代表的な例を示す図であり、図7(A)及び7(B)は反射防止膜におけるラインアンドスペース構造の形成工程であり、図7(C)及び7(D)はフォトレジスト膜におけるラインアンドスペース構造の形成工程である。 FIG. 7 is a diagram showing a typical example of a process for forming a line and space structure by etching, and FIGS. 7A and 7B are processes for forming a line and space structure in an antireflection film. 7 (C) and 7 (D) are line and space structure forming steps in the photoresist film.
図7(A)及び7(B)では、シリコン基部71上に順に積層された下地膜72、反射防止膜(BARC膜)73、及び該反射防止膜73を部分的に露出させるパターン構造を有するフォトレジスト膜74を有するウエハにおいて、露出されるBARC膜73がフォトレジスト膜74をマスクとしてエッチングされる。このとき、BARC膜73は厚み方向(図中上下方向)だけでなく幅方向(図中左右方向)にもエッチングされ、結果として下地膜72上にBARC膜73の残部からなる狭小な複数のライン75が形成される。
7A and 7B, a
また、図7(C)及び7(D)では、シリコン基部76上に順に積層された下地膜77、有機膜78、SiARC膜79、及び所定のパターン構造を有するフォトレジスト膜80を有するウエハにおいて、フォトレジスト膜80のみがエッチングされる。このとき、フォトレジスト膜80は厚み方向だけでなく幅方向にもエッチングされ、結果としてSiARC膜79上にフォトレジスト膜80の残部からなる狭小な複数のライン81が形成される。
7C and 7D, in a wafer having a
近年、半導体デバイスの小型化が進む中、要求加工寸法の微細化が進み、さらに、より一層の高い加工精度が求められている。例えば、エッチングによって形成されるラインアンドスペース構造においてラインの幅(Critical Dimension値、以下「CD値」という。)が所望値よりも数nm異なるだけで半導体デバイスにおいて所望の性能を発揮することができないため、エッチングにおいてライン75、81のCD値を厳密に制御することが求められている。
In recent years, with the progress of miniaturization of semiconductor devices, the required processing dimensions have been further miniaturized, and further higher processing accuracy has been demanded. For example, in a line-and-space structure formed by etching, the line width (Critical Dimension value, hereinafter referred to as “CD value”) is different from the desired value by several nm, and the desired performance cannot be exhibited in the semiconductor device. Therefore, it is required to strictly control the CD values of the
ところが、図7(A)及び7(B)におけるエッチングはBARC膜73が部分的にエッチングされて下地膜72が露出したタイミングで終了され、また、図7(C)及び7(D)におけるエッチングは予め設定されたエッチング時間が経過すると終了される。すなわち、ラインに関連する寸法等を測定することなくエッチングが終了される。したがって、ライン75、81のCD値を厳密に制御することができない。
However, the etching in FIGS. 7A and 7B is terminated when the BARC
そこで、ラインに関連する寸法等を白色光の反射光を用いて測定し、測定結果に基づいてエッチングを制御する方法が提案されている。例えば、テスト用のウエハにおいて計測し易い位置に計測用のラインアンドスペース構造を所定の処理条件のエッチングによって形成し、該形成されたラインアンドスペース構造のCD値を測定し、該測定されたCD値に基づいてエッチングの処理条件を変更する方法(フィードバック方法)や、エッチング前のウエハにおいてフォトレジスト膜のパターン構造の形状の寸法等を測定し、該測定された寸法等に基づいてエッチングの処理条件を変更する方法(フィードフォワード方法)が採用されている。 In view of this, a method has been proposed in which a dimension related to a line is measured using reflected white light, and etching is controlled based on the measurement result. For example, a measurement line-and-space structure is formed by etching under predetermined processing conditions at a position where measurement is easy on a test wafer, a CD value of the formed line-and-space structure is measured, and the measured CD The method of changing the etching processing conditions based on the value (feedback method), the dimension of the shape of the pattern structure of the photoresist film on the wafer before etching is measured, and the etching processing is performed based on the measured dimension A method of changing conditions (feed forward method) is adopted.
しかしながら、上述したフィードバック方法及びフィードフォワード方法のいずれにおいても形成されるラインの寸法を直接計測することがないため、品質保証上依然として問題がある。また、いずれの方法も測定専用の装置において測定を行うため、スループットが低下するという問題がある。 However, since the dimensions of the formed line are not directly measured in any of the feedback method and the feedforward method described above, there is still a problem in quality assurance. In addition, each method has a problem that the throughput is lowered because the measurement is performed by an apparatus dedicated to measurement.
一方、被エッチング層のエッチング中にマスク層の膜厚を監視(測定)し、該監視されている膜厚が所定の厚さになった時点でエッチングを終了する方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この方法ではマスク層の表面からの反射光及び該マスク層とシリコン層からの界面からの反射光の干渉がマスク層の膜厚によって変化することに基づいて、ウエハに光を照射してこれらの反射光を検出し、複数の波長の分光反射率(反射率のスペクトル)を求め、予め作製された検量線(反射率のスペクトル)に基づいてマスク層の膜厚を測定する。 On the other hand, a method is known in which the thickness of the mask layer is monitored (measured) during etching of the layer to be etched, and the etching is terminated when the monitored thickness reaches a predetermined thickness (for example, , See Patent Document 1). In this method, based on the fact that the interference of the reflected light from the surface of the mask layer and the reflected light from the interface between the mask layer and the silicon layer changes depending on the film thickness of the mask layer, these are irradiated with light on the wafer. The reflected light is detected, the spectral reflectance (reflectance spectrum) of a plurality of wavelengths is obtained, and the film thickness of the mask layer is measured based on a calibration curve (reflectance spectrum) prepared in advance.
要求加工寸法の微細化に対応した微小なラインアンドスペース構造では、同じCD値の複数のラインが等間隔で配置されるが、各ラインのCD値やスペースの幅は数10nm程度まで小さくなっているため、この微小なラインアンドスペース構造は回折格子を形成する。回折格子ではラインのCD値に相当する格子幅が変化すると反射光は位相シフトを起こして回折波となるため、微小なラインアンドスペース構造からの反射光もCD値の変化に伴い反射光は位相シフトを起こし、反射率のスペクトルが変化する。したがって、上述した特許文献1の方法を応用すれば、ラインの寸法を直接計測してエッチングを制御する、すなわち、エッチングにおいてラインのCD値の厳密な制御を行うことは容易であると考えられる。
しかしながら、スループットの低下を防止するためには、反射光の測定をエッチング装置にて行うために反射光のモニタ装置をエッチング装置に設ける必要がある。エッチング装置は複雑な構成を有するため、モニタ装置の設置場所は限られる。したがって、ウエハ上の微小なラインアンドスペース構造からの反射光の測定に好適な箇所にモニタ装置を移動することができない。 However, in order to prevent a decrease in throughput, it is necessary to provide a monitoring device for reflected light in the etching apparatus in order to measure the reflected light with the etching apparatus. Since the etching apparatus has a complicated configuration, the installation place of the monitor apparatus is limited. Therefore, the monitor device cannot be moved to a position suitable for measuring reflected light from a minute line and space structure on the wafer.
また、半導体デバイスとしてのチップでは、通常、図8に示すように、2種類の微小なラインアンドスペース構造を有する。比較的各ラインのピッチが大きい(疎な)ラインアンドスペース構造はロジック部82であり、比較的各ラインのピッチが小さい(密な)ラインアンドスペース構造はメモリセル83であるが、上述したようにモニタ装置を移動することができないため、該モニタ装置とウエハ上のチップを極限まで近づけることができず、モニタ装置からの照射光のスポット径が大きくなりロジック部82及びメモリセル83のそれぞれに照射光が照射される場合がある。また、モニタ装置をメモリセル83のみに対向させてメモリセル83からの反射光のみを受光するようにモニタ装置を配置することができない場合がある。その結果、モニタ装置がメモリセル83の反射光だけでなくロジック部82からの反射光も受光する場合がある。
Further, a chip as a semiconductor device usually has two kinds of minute line and space structures as shown in FIG. The line and space structure with a relatively large (sparse) pitch of each line is the
上述した特許文献1の方法は単一の膜厚のマスク膜からの反射光を検出して膜厚を測定することを前提とし、複数の膜厚が混在するマスク膜からの反射光を検出して膜厚を測定することを考慮していないため、ロジック部82及びメモリセル83の両方から反射光が発生するチップにおいて、特許文献1の方法を応用しても、受光された反射光における複数の波長の分光反射率を単一のラインアンドスペース構造からの反射光の検出を考慮して予め作製された検量線と比較することになるが、上記分光反射率と予め作製された検量線では前提とするラインアンドスペース構造の数が異なるため、正確な比較を行うことは不可能である。したがって、エッチングにおいてラインアンドスペース構造のラインのCD値を厳密に制御することは困難である。
The method of Patent Document 1 described above detects reflected light from a mask film having a single film thickness, and detects reflected light from a mask film in which a plurality of film thicknesses are mixed. Therefore, even if the method of Patent Document 1 is applied to a chip in which reflected light is generated from both the
本発明の目的は、基板が2種類の微小構造を有する場合であっても、微小構造における形状の寸法を厳密に制御することができる基板処理制御方法及び記憶媒体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a substrate processing control method and a storage medium capable of strictly controlling the size of a shape in a microstructure even when the substrate has two types of microstructures.
上記目的を達成するために、請求項1記載の基板処理制御方法は、照射される光の波長以下の寸法の形状を有する第1の微小構造及び照射される光の波長以上の寸法の形状を有する第2の微小構造が表面上に形成された基板へ前記第1の微小構造における形状の寸法が変化する所定の基板処理を施す基板処理装置において前記所定の基板処理を制御する基板処理制御方法であって、前記形状の寸法が変化したときの前記第1微小構造からの反射光における第1の反射率のスペクトル及び前記第2の微小構造からの反射光における第2の反射率のスペクトルを各前記形状の寸法について予め計算して取得する反射率スペクトル計算ステップと、前記取得された第1の反射率のスペクトル及び前記取得された第2の反射率のスペクトルを重畳して各前記形状の寸法についてのレファレンススペクトルデータを取得する反射率スペクトル重畳ステップと、前記基板に光を照射しつつ前記基板の前記第1及び第2の微小構造からの反射光を実測し、該実測された反射光における反射率のスペクトルを実測スペクトルデータとして取得する反射率スペクトル実測ステップと、前記実測スペクトルデータと各前記レファレンススペクトルデータを比較し、前記実測スペクトルデータに最も近似する前記レファレンススペクトルデータに対応する前記形状の寸法を、前記測定される前記形状の寸法として算出する形状寸法算出ステップと、前記算出された形状の寸法が所望値に到達した場合に前記所定の基板処理を終了する基板処理終了ステップとを有し、前記反射率スペクトル計算ステップでは、前記第1の微小構造からの反射光からRCWAを用いて前記第1の反射率のスペクトルを取得し、前記第2の微小構造からの反射光からスカラー解析を用いて前記第2の反射率のスペクトルを取得することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the substrate processing control method according to claim 1 is characterized in that the first microstructure having a shape with a size less than or equal to the wavelength of the irradiated light and a shape with a size greater than or equal to the wavelength of the irradiated light. A substrate processing control method for controlling the predetermined substrate processing in a substrate processing apparatus for performing a predetermined substrate processing in which the dimension of the shape of the first microstructure changes on a substrate having a second microstructure having a surface formed thereon A spectrum of the first reflectance in the reflected light from the first microstructure and a spectrum of the second reflectance in the reflected light from the second microstructure when the dimension of the shape is changed. A reflectance spectrum calculation step for preliminarily calculating and acquiring the dimensions of each of the shapes, and superimposing the acquired first reflectance spectrum and the acquired second reflectance spectrum. Reflectance spectrum superimposing step for obtaining reference spectrum data on the size of the shape, and measuring reflected light from the first and second microstructures of the substrate while irradiating the substrate with light, The reflectance spectrum measurement step for obtaining the reflectance spectrum of the reflected light as measured spectrum data, and comparing the measured spectrum data with each of the reference spectrum data and corresponding to the reference spectrum data that is closest to the measured spectrum data A shape dimension calculating step for calculating the dimension of the shape to be measured as the dimension of the shape to be measured, and a substrate processing end for ending the predetermined substrate processing when the calculated shape dimension reaches a desired value A step of calculating the reflectance spectrum, The spectrum of the first reflectance is obtained from the reflected light from the first microstructure using RCWA, and the second reflectance is obtained from the reflected light from the second microstructure using scalar analysis. A spectrum is acquired.
請求項2記載の基板処理制御方法は、請求項1記載の基板処理制御方法において、前記反射率スペクトル重畳ステップでは、前記第1の微小構造及び前記第2の微小構造の存在比率に応じて前記取得された第1の反射率のスペクトル及び前記取得された第2の反射率のスペクトルを重畳することを特徴とする。 The substrate processing control method according to claim 2 is the substrate processing control method according to claim 1, wherein, in the reflectance spectrum superimposing step, the first microstructure and the second microstructure are present according to a ratio of the first microstructure and the second microstructure. The acquired first reflectance spectrum and the acquired second reflectance spectrum are superimposed.
請求項3記載の基板処理制御方法は、請求項1又は2記載の基板処理制御方法において、前記第1の微小構造及び前記第2の微小構造は前記基板の表面上において重ならないことを特徴とする。 The substrate processing control method according to claim 3 is the substrate processing control method according to claim 1 or 2, wherein the first microstructure and the second microstructure do not overlap on the surface of the substrate. To do.
請求項4記載の基板処理制御方法は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の基板処理制御方法において、前記照射される光の前記基板の表面上における直径は20mm以上であることを特徴とする。 The substrate processing control method according to claim 4 is the substrate processing control method according to any one of claims 1 to 3, wherein a diameter of the irradiated light on the surface of the substrate is 20 mm or more. Features.
上記目的を達成するために、請求項5記載の記憶媒体は、照射される光の波長以下の寸法の形状を有する第1の微小構造及び照射される光の波長以上の寸法の形状を有する第2の微小構造が表面上に形成された基板へ前記第1の微小構造における形状の寸法が変化する所定の基板処理を施す基板処理装置において前記所定の基板処理を制御する基板処理制御方法をコンピュータに実行させるプログラムを記憶するコンピュータで読み取り可能な記憶媒体であって、前記基板処理制御方法は、前記形状の寸法が変化したときの前記第1微小構造からの反射光における第1の反射率のスペクトル及び前記第2の微小構造からの反射光における第2の反射率のスペクトルを各前記形状の寸法について予め計算して取得する反射率スペクトル計算ステップと、前記取得された第1の反射率のスペクトル及び前記取得された第2の反射率のスペクトルを重畳して各前記形状の寸法についてのレファレンススペクトルデータを取得する反射率スペクトル重畳ステップと、前記基板に光を照射しつつ前記基板の前記第1及び第2の微小構造からの反射光を実測し、該実測された反射光における反射率のスペクトルを実測スペクトルデータとして取得する反射率スペクトル実測ステップと、前記実測スペクトルデータと各前記レファレンススペクトルデータを比較し、前記実測スペクトルデータに最も近似する前記レファレンススペクトルデータに対応する前記形状の寸法を、前記測定される前記形状の寸法として算出する形状寸法算出ステップと、前記算出された形状の寸法が所望値に到達した場合に前記所定の基板処理を終了する基板処理終了ステップとを有し、前記反射率スペクトル計算ステップでは、前記第1の微小構造からの反射光からRCWAを用いて前記第1の反射率のスペクトルを取得し、前記第2の微小構造からの反射光からスカラー解析を用いて前記第2の反射率のスペクトルを取得することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the storage medium according to claim 5 is a first microstructure having a shape with a size less than or equal to the wavelength of the irradiated light and a shape having a shape with a size greater than or equal to the wavelength of the irradiated light. A substrate processing control method for controlling the predetermined substrate processing in a substrate processing apparatus for performing a predetermined substrate processing in which the size of the shape of the first microstructure changes on a substrate having two microstructures formed on the surface thereof A computer-readable storage medium storing a program to be executed by the substrate processing control method, wherein the substrate processing control method has a first reflectance of reflected light from the first microstructure when the shape dimension changes. A reflectance spectrum calculation step in which the spectrum and the spectrum of the second reflectance in the reflected light from the second microstructure are calculated in advance for the dimensions of the shapes. A reflectance spectrum superimposing step of superimposing the acquired first reflectance spectrum and the acquired second reflectance spectrum to obtain reference spectrum data for each dimension of the shape; Reflectance spectrum measurement in which reflected light from the first and second microstructures of the substrate is measured while irradiating the substrate, and a reflectance spectrum of the measured reflected light is obtained as measured spectrum data. A step of comparing the measured spectrum data with each of the reference spectrum data, and calculating a dimension of the shape corresponding to the reference spectrum data closest to the measured spectrum data as a dimension of the measured shape Dimension calculation step and when the calculated shape dimension reaches a desired value A substrate processing end step for ending the predetermined substrate processing, and in the reflectance spectrum calculation step, the spectrum of the first reflectance is calculated from the reflected light from the first microstructure using RCWA. And acquiring a spectrum of the second reflectance from the reflected light from the second microstructure using a scalar analysis.
請求項1記載の基板処理制御方法及び請求項5記載の記憶媒体によれば、所定の基板処理によって形状の寸法が変化したときの第1の微小構造からの反射光における第1の反射率のスペクトル及び第2の微小構造からの反射光における第2の反射率のスペクトルを各形状の寸法について予め計算して取得し、さらに、取得された2つの反射率のスペクトルを重畳して各形状の寸法についてのレファレンススペクトルデータを取得した後、第1及び第2の微小構造からの実測された反射光における反射率のスペクトルを実測スペクトルデータとして取得し、実測スペクトルデータに最も近似するレファレンススペクトルデータに対応する形状の寸法を、測定される形状の寸法として算出し、該算出された形状の寸法が所望値に到達した場合に所定の基板処理を終了する。実測スペクトルデータでは第1の反射率のスペクトル及び第2の反射率のスペクトルが重畳されているが、各レファレンススペクトルデータにおいても第1の反射率のスペクトル及び第2の反射率のスペクトルが重畳されているので、実測スペクトルデータと各レファレンススペクトルデータが前提とする微小構造の数が同じになり、これにより、実測スペクトルデータと各レファレンススペクトルデータの正確な比較を行うことが可能となる。また、スペクトルを用いると反射光の重畳を複数のスペクトルの和で表すことができるため、計算されて取得された各レファレンススペクトルデータの正確性を向上することができる。その結果、基板が第1の微小構造及び第2の微小構造、すなわち、2種類の微小構造を有する場合であっても、微小構造における形状の寸法を正確に測定することができ、もって、微小構造における形状の寸法を厳密に制御することができる。 According to the substrate processing control method according to claim 1 and the storage medium according to claim 5, the first reflectance of the reflected light from the first microstructure when the size of the shape is changed by the predetermined substrate processing. The spectrum and the spectrum of the second reflectance in the reflected light from the second microstructure are obtained by calculating in advance for the dimensions of each shape, and the obtained two spectra of the reflectance are superimposed to obtain each shape. After obtaining the reference spectrum data for the dimensions, the spectrum of the reflectance in the measured reflected light from the first and second microstructures is obtained as the measured spectrum data, and the reference spectrum data closest to the measured spectrum data is obtained. The corresponding shape dimension is calculated as the measured shape dimension, and the calculated shape dimension reaches the desired value. To end the substrate processing. In the measured spectrum data, the spectrum of the first reflectance and the spectrum of the second reflectance are superimposed, but also in each reference spectrum data, the spectrum of the first reflectance and the spectrum of the second reflectance are superimposed. As a result, the number of microstructures assumed by the measured spectrum data and each reference spectrum data is the same, which makes it possible to accurately compare the measured spectrum data and each reference spectrum data. In addition, when a spectrum is used, the overlap of reflected light can be expressed by the sum of a plurality of spectra, so that the accuracy of each calculated reference spectrum data can be improved. As a result, even when the substrate has the first microstructure and the second microstructure, that is, two types of microstructures, the dimension of the shape in the microstructure can be accurately measured. The size of the shape in the structure can be strictly controlled.
また、反射率スペクトル計算ステップでは、照射される光の波長以下の寸法の形状を有する第1の微小構造からの反射光からRCWAを用いて上記第1の反射率のスペクトルを取得し、照射される光の波長以上の寸法の形状を有する第2の微小構造からの反射光からスカラー解析を用いて上記第2の反射率のスペクトルを取得する。照射される光の波長以下の寸法の形状からの反射光はスカラー解析を用いて正確に解析することができないが、RCWAを用いて正確に解析することができる。一方、スカラー解析はRCWAよりも単純であるので解析時間が短い。したがって、RCWA及びスカラー解析を使い分けることによって各レファレンススペクトルデータの正確性をさらに向上することができるとともに、各レファレンススペクトルデータの取得に要する時間が無駄に長くなるのを防止することができる。 Further, in the reflectance spectrum calculation step, the spectrum of the first reflectance is acquired from the reflected light from the first microstructure having a shape having a size equal to or smaller than the wavelength of the irradiated light by using RCWA, and is irradiated. The spectrum of the second reflectance is acquired from the reflected light from the second microstructure having a shape with a dimension equal to or larger than the wavelength of the light to be obtained using scalar analysis. Reflected light from a shape with a size less than the wavelength of the irradiated light cannot be accurately analyzed using scalar analysis, but can be accurately analyzed using RCWA. On the other hand, since scalar analysis is simpler than RCWA, analysis time is short. Therefore, by properly using RCWA and scalar analysis, the accuracy of each reference spectrum data can be further improved, and the time required for obtaining each reference spectrum data can be prevented from becoming unnecessarily long.
請求項2記載の基板処理制御方法によれば、第1の微小構造及び第2の微小構造の存在比率に応じて、取得された第1の反射率のスペクトル及び取得された第2の反射率のスペクトルを重畳して各形状の寸法についてのレファレンススペクトルデータを取得するので、各レファレンススペクトルデータの正確性をより向上することができる。 According to the substrate processing control method according to claim 2, the acquired spectrum of the first reflectance and the acquired second reflectance in accordance with the existence ratio of the first microstructure and the second microstructure. Therefore, the accuracy of each reference spectrum data can be further improved.
請求項3記載の基板処理制御方法によれば、第1の微小構造及び第2の微小構造は基板の表面上において重ならないので、第1の微小構造からの反射光及び第2の微小構造からの反射光は干渉しない。その結果、実測スペクトルデータは第1の微小構造からの反射光及び第2の微小構造からの反射光を重畳した反射光における反射率のスペクトルとなるため、実測スペクトルデータは第1の反射率のスペクトル及び第2の反射率のスペクトルが重畳されているレファレンススペクトルデータと正確に比較されることができ、もって、微小構造における形状の寸法をより正確に測定することができる。 According to the substrate processing control method of the third aspect, since the first microstructure and the second microstructure do not overlap on the surface of the substrate, the reflected light from the first microstructure and the second microstructure can be used. The reflected light does not interfere. As a result, the measured spectrum data is a reflectance spectrum of the reflected light obtained by superimposing the reflected light from the first microstructure and the reflected light from the second microstructure. Therefore, the measured spectrum data has the first reflectance. The spectrum and the second reflectance spectrum can be accurately compared with the superimposed reference spectrum data, so that the shape dimensions in the microstructure can be measured more accurately.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明の実施の形態に係る基板処理制御方法が適用される基板処理装置について説明する。この基板処理装置は基板としての半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)Wにプラズマを用いたエッチングを施すように構成されている。この基板処理装置10では、ウエハWの表面上に、図8に示すようなラインアンドスペース構造であるロジック部82及びメモリセル83を形成する。なお、このウエハWにおいてメモリセル83及びロジック部82は該ウエハWの表面上において重ならない。
First, a substrate processing apparatus to which a substrate processing control method according to an embodiment of the present invention is applied will be described. This substrate processing apparatus is configured to perform etching using plasma on a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”) W as a substrate. In the
図1は、本実施の形態に係る基板処理制御方法が適用される基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a substrate processing apparatus to which the substrate processing control method according to the present embodiment is applied.
図1において、基板処理装置10は、例えば、アルミニウム等の導電性材料からなる処理室11と、ウエハWを載置する載置台として処理室11内の底面に配設される下部電極12と、該下部電極12の上方に所定の間隔を隔てて配設されたシャワーヘッド13とを備える。
In FIG. 1, a
処理室11の下部には真空排気装置(図示しない)が接続された排気部14が接続され、下部電極12には整合器15を介して高周波電源16が接続され、シャワーヘッド13の内部のバッファ室17には処理ガス導入管18が接続され、該処理ガス導入管18には処理ガス供給装置19が接続されている。シャワーヘッド13はその下部において、バッファ室17と、シャワーヘッド13及び下部電極12の間の空間である処理空間Sとを連通させる複数のガス穴20を有する。シャワーヘッド13は、処理ガス導入管18からバッファ室17に導入された処理ガスを、複数のガス穴20を介して処理空間Sに供給する。
An
この基板処理装置10では、排気部14によって処理室11内を所定の真空度まで減圧した後、下部電極12から処理空間Sに高周波電圧を印加した状態で、シャワーヘッド13から処理空間Sへ処理ガスを供給し、処理空間Sにおいて処理ガスからプラズマを発生させる。該発生したプラズマは、ウエハWのマスク膜84a,84bによって覆われていない部分の被エッチング層85a,85bをエッチングし、ロジック部82やメモリセル83を形成する。
In the
処理室11内のシャワーヘッド13には下部電極12に載置されたウエハWを上方から観測するためのモニタ装置21が配設されている。モニタ装置21は円筒状の部材からなり、シャワーヘッド13を貫通する。モニタ装置21の上端には石英ガラス等の透明体からなる窓部材22が設けられている。また、処理室11の上方にはモニタ装置21の上端と集光レンズ23を介して対向する光ファイバ24が配置されている。
The
光ファイバ24は、メモリセル83のラインの幅(CD値)を測定するCD値測定装置25に接続されている。CD値測定装置25は、光ファイバ24にそれぞれ接続された白色光源26及び分光部27と、該分光部27に接続された光検出部28と、該光検出部28に接続された演算部29と、該演算部29に接続された記憶部30とを備え、基板処理装置10のコントローラ(図示しない)の制御下で作動する。白色光源26としては、例えば、Xeフラッシュランプ光やハロゲンランプ光が用いられる。また、分光部27としては、例えば、プリズムが用いられる。なお、コントローラは、CD値測定装置25だけでなく、基板処理装置10の各構成要素、例えば、高周波電源16にも接続され、各構成要素の動作を制御する。
The
CD値測定装置25では、白色光源26が白色光を光ファイバ24、集光レンズ23及びモニタ装置21を介して下部電極12上のウエハWに向けて照射し、分光部27はウエハWからの反射光を光ファイバ24等を介して受光する。さらに、分光部27は受光した反射光を波長毎に分光し、光検出部28は波長毎の反射光の反射率を検出し、各波長における反射率を電気信号に変換して演算部29に送信する。演算部29は受信した電気信号に基づいて反射率のスペクトルを図2に示す実測スペクトルデータとして算出し、該実測スペクトルデータを記憶部30に予め記憶された後述のレファレンススペクトルデータと比較することによってメモリセル83のCD値を測定する。
In the CD
メモリセル83のCD値を厳密に制御するためには、エッチング中においてメモリセル83のCD値を測定する必要がある。ここで、近年の要求加工寸法の微細化に応えるためメモリセル83のCD値やスペースの幅は数10nm程度である。したがって、白色光が照射されるとメモリセル83は回折格子として機能する。回折格子ではラインのCD値に相当する格子幅が変化すると反射光は位相シフトを起こすため、メモリセル83のCD値が変化すると該メモリセル83からの反射光も位相シフトを起こし、該反射光における各波長の反射率が変化する。すなわち、メモリセル83のCD値が変化すると反射率のスペクトルも変化する。
In order to strictly control the CD value of the
そこで、図3に示すように、シミュレーションによって予めCD値毎に反射率のスペクトルを計算してレファレンススペクトルデータとして取得しておけば、実測された反射率のスペクトル(実測スペクトルデータ)(図2)と各CD値のレファレンススペクトルデータ(図3中の各データ)とを比較することにより、エッチング中においてメモリセル83のCD値を算出することができる。具体的には、実測スペクトルデータとほぼ一致するレファレンススペクトルデータのCD値をメモリセル83のCD値として算出する。
Therefore, as shown in FIG. 3, if the reflectance spectrum is calculated in advance for each CD value by simulation and acquired as reference spectrum data, the measured reflectance spectrum (measured spectrum data) (FIG. 2) And the reference spectrum data of each CD value (each data in FIG. 3), the CD value of the
ところで、上述したように、基板処理装置10ではモニタ装置21の設置場所は限られるため、白色光源26からの白色光のウエハWの表面上におけるスポット径が20mm程度となり、また、モニタ装置21をメモリセル83のみに対向するように配置することができない。その結果、分光部27が受光する反射光にはメモリセル83からの反射光だけでなくロジック部82からの反射光が重畳される場合がある。
Incidentally, as described above, in the
この場合、各レファレンススペクトルデータにおいても反射光の重畳を考慮する必要がある。換言すると、実測スペクトルデータが前提とするラインアンドスペース構造の数は2であるため、レファレンススペクトルデータを実測スペクトルデータと比較するためには、レファレンススペクトルデータが前提とするラインアンドスペース構造の数を2とする必要がある。 In this case, it is necessary to consider the superimposition of the reflected light also in each reference spectrum data. In other words, since the number of line and space structures assumed by the measured spectrum data is 2, in order to compare the reference spectrum data with the measured spectrum data, the number of line and space structures assumed by the reference spectrum data is 2 is required.
本実施の形態では、これに対応して、シミュレーションによって予めCD値毎にレファレンススペクトルデータを計算して取得する際に、メモリセル83からのCD値毎の反射率のスペクトルだけでなくロジック部82からの反射率のスペクトルを算出してこれらの反射率のスペクトルを重畳する。
In the present embodiment, corresponding to this, when the reference spectrum data is calculated and obtained in advance for each CD value by simulation, not only the reflectance spectrum for each CD value from the
また、メモリセル83のCD値は数10nmであるが、照射される白色光の波長は数100nmであるため、メモリセル83のCD値は照射される白色光の波長以下である。したがって、メモリセル83のCD値はメモリセル83からの反射光の波長の大部分よりも小さい。一方、ロジック部82におけるラインの幅やスペースの幅は数1000nmであるため、ロジック部82におけるラインの幅は照射される白色光の波長以上である。したがって、ロジック部82におけるラインの幅はロジック部82からの反射光の波長の殆どよりも大きい。
Further, although the CD value of the
一般に回折波の(周波数)解析において、測定対象物の寸法が回折波の波長以上の場合には反射率及び光路差のみに基づいて実行可能なスカラー解析を用いることができるが、測定対象物の寸法が回折波の波長以下の場合、スカラー解析を用いることができず、電磁気的な厳密計算であるRCWA(Rigorous Coupling Wave Analysis:厳密結合波解析)を用いる必要がある(RCWAについては米国特許出願第09/770,997号明細書(「厳密結合波解析における内挿計算のキャッシング」)を参照。)。RCWAは測定対象物の寸法が回折波の波長以下の場合にも用いることができるが、RCWAではベクトルの固有値を求めるため、計算に時間を要する。 Generally, in the (frequency) analysis of a diffracted wave, if the dimension of the measurement object is equal to or greater than the wavelength of the diffracted wave, a scalar analysis that can be performed based only on the reflectance and the optical path difference can be used. If the dimensions are less than or equal to the wavelength of the diffracted wave, scalar analysis cannot be used, and RCWA (Rigorous Coupling Wave Analysis), which is an exact electromagnetic calculation, must be used (US patent application for RCWA) No. 09 / 770,997 (refer to “Caching of Interpolation Calculations in Strictly Coupled Wave Analysis”). RCWA can be used even when the dimension of the measurement object is less than or equal to the wavelength of the diffracted wave, but RCWA requires a long time for calculation because the vector eigenvalue is obtained.
そこで、本実施の形態では、CD値毎のレファレンススペクトルデータの取得において、メモリセル83からの反射光に関して反射率のスペクトル(以下、「メモリセル83からの反射率のスペクトル」という。)(第1の反射率スペクトル)を計算して取得する際にRCWAを用いるとともに、ロジック部82からの反射光に関して反射率のスペクトル(以下、「ロジック部82からの反射率のスペクトル」という。)(第2の反射率スペクトル)を計算して取得する際にスカラー解析を用いる。
Therefore, in the present embodiment, in the acquisition of the reference spectrum data for each CD value, the reflectance spectrum of the reflected light from the memory cell 83 (hereinafter referred to as “the reflectance spectrum from the
また、ウエハWの表面上における白色光のスポットにはメモリセル83及びロジック部82の両方が存在する場合において、ロジック部82及びメモリセル83の存在比率は、ウエハWの表面上に形成されるチップの種類に応じて変化する。ロジック部82及びメモリセル83の存在比率が変化すると、分光部27が受光する反射光におけるロジック部82からの反射光の光量とメモリセル83からの反射光の光量との比率が変化する。すなわち、ロジック部82及びメモリセル83の存在比率の変化に応じて実測スペクトルデータが変化する。したがって、レファレンススペクトルデータにおいてもロジック部82及びメモリセル83の存在比率の変化を考慮する必要がある。
Further, when both the
本実施の形態では、これに対応して、シミュレーションによって予めレファレンススペクトルデータを取得する際に、メモリセル83からの反射率のスペクトルにロジック部82からの反射率のスペクトルを単純和せず、スポットにおけるロジック部82及びメモリセル83の存在比率に応じて重畳する。具体的には下記式(1)によって各レファレンススペクトルデータSRを算出する。
In the present embodiment, in response to this, when the reference spectrum data is acquired in advance by simulation, the reflectance spectrum from the
IMは各波長におけるメモリセル83からの反射率、ILは各波長におけるロジック部82からの反射率、fはスポットにおけるメモリセル83の存在比率(%)、100−fはスポットにおけるロジック部82の存在比率(%)である。上記式(1)によれば、例えば、存在比率fが60%から30%に変化すると、図4に示すように、レファレンススペクトルデータSRが、スポットにおいてロジック部82のみが存在する場合のレファレンススペクトルデータに近づくように変化する。なお、本実施の形態では、同じメモリセル83のCD値においてメモリセル83の存在比率を変化させて各存在比率におけるレファレンススペクトルデータを取得する。
I M is the reflectance from the
以上のように、メモリセル83のCD値毎、且つメモリセル83の存在比率毎に取得されたレファレンススペクトルデータは、少なくともエッチング開始前迄に記憶部30へ記憶される。
As described above, the reference spectrum data acquired for each CD value of the
図5は、本実施の形態に係る基板処理制御方法としてのエッチング制御処理のフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart of the etching control process as the substrate processing control method according to the present embodiment.
図5において、まず、ウエハWの表面上における白色光のスポットにおいてエッチングによって形成されることが予想されるメモリセル83やロジック部82のシミュレーション用モデルを作成し、該シミュレーション用モデルを用いて、上述したように、メモリセル83のCD値毎にRCWAを用いてメモリセル83からの反射率のスペクトルを計算して取得し、且つスカラー解析を用いてロジック部82からの反射率のスペクトルを計算して取得し(ステップS51)(反射率スペクトル計算ステップ)、さらに、同じメモリセル83のCD値に関してメモリセル83の存在比率毎に、上記式(1)に基づいてメモリセル83からの反射率のスペクトルとロジック部82からの反射率のスペクトルとをスポットにおけるロジック部82及びメモリセル83の存在比率に応じて重畳し、これにより、メモリセル83のCD値毎且つメモリセル83の存在比率毎にレファレンススペクトルデータを取得し(反射率スペクトル重畳ステップ)、さらに、該取得された各レファレンススペクトルデータを記憶部30に記憶する(ステップS52)。
In FIG. 5, first, a simulation model of the
次いで、基板処理装置10においてウエハWのエッチングを開始し(ステップS53)、さらに、白色光源26が白色光をウエハWに向けて照射し、分光部27が白色光のスポットにおけるメモリセル83やロジック部82からの反射光を受光し(ステップS54)、分光部27及び演算部29は、受光した反射光を波長毎に分光して実測スペクトルデータを算出する(ステップS55)(反射率スペクトル実測ステップ)。
Next, etching of the wafer W is started in the substrate processing apparatus 10 (step S53). Further, the
次いで、演算部29は、算出された実測スペクトルデータと記憶部30に記憶された各レファレンススペクトルデータを比較し、実測スペクトルデータとほぼ一致するレファレンススペクトルデータのCD値をメモリセル83の推定CD値(測定される形状の寸法)として算出する(ステップS56)(形状寸法算出ステップ)。
Next, the
ここで、算出された推定CD値は、シミュレーション用モデルに基づいたレファレンスデータから計算された値であるため、推定CD値と実際のCD値との間に誤差が生じる場合がある。本実施の形態では、これに対応して、エッチングの開始に先立ち、他のウエハW等を用いて推定CD値と実際のCD値の相関関係(図6)を求め、該相関関係を用いて推定CD値を補正し、該補正された推定CD値を測定されたCD値として取得する(ステップS57)。 Here, since the calculated estimated CD value is a value calculated from the reference data based on the simulation model, an error may occur between the estimated CD value and the actual CD value. In the present embodiment, in response to this, prior to the start of etching, a correlation (FIG. 6) between the estimated CD value and the actual CD value is obtained using another wafer W or the like, and the correlation is used. The estimated CD value is corrected, and the corrected estimated CD value is acquired as the measured CD value (step S57).
次いで、ステップS58において、コントローラは測定されたCD値が所望値に到達したか否かを判別し、測定されたCD値が所望値に達していない場合には、ステップS54に戻り、測定されたCD値が所望値に達した場合には、ウエハWのエッチングを終了した(ステップS59)(基板処理終了ステップ)後、本処理を終了する。 Next, in step S58, the controller determines whether or not the measured CD value has reached the desired value. If the measured CD value has not reached the desired value, the controller returns to step S54 and measured. When the CD value reaches the desired value, the etching of the wafer W is finished (step S59) (substrate processing end step), and then this process is finished.
図5のエッチング制御処理によれば、実測スペクトルデータではメモリセル83からの反射率のスペクトル及びロジック部82からの反射率のスペクトルが重畳されているが、各レファレンススペクトルデータにおいてもメモリセル83からの反射率のスペクトル及びロジック部82からの反射率のスペクトルが重畳されているので、実測スペクトルデータと各レファレンススペクトルデータが前提とするラインアンドスペース構造の数が同じになり、これにより、実測スペクトルデータと各レファレンススペクトルデータの正確な比較を行うことが可能となる。また、スペクトルを用いると反射光の重畳を複数のスペクトルの和で表すことができるため、計算されて取得された各レファレンススペクトルデータの正確性を向上することができる。その結果、ウエハWがメモリセル83及びロジック部82、すなわち、2種類のラインアンドスペース構造を有する場合であっても、メモリセル83のCD値を正確に測定することができ、もって、メモリセル83のCD値を厳密に制御することができる。
According to the etching control process of FIG. 5, in the measured spectrum data, the reflectance spectrum from the
また、図5のエッチング制御処理では、照射される白色光の波長以下のCD値を有するメモリセル83からの反射光からRCWAを用いて上記メモリセル83からの反射率のスペクトルを取得し、照射される白色光の波長以上のラインの幅を有するロジック部82からの反射光からスカラー解析を用いて上記ロジック部82からの反射率のスペクトルを取得する。照射される白色光の波長以下の寸法の形状からの反射光はスカラー解析を用いて正確に解析することができないが、RCWAを用いて正確に解析することができる。一方、スカラー解析はRCWAよりも単純であるので解析時間が短い。したがって、RCWA及びスカラー解析を使い分けることによって各レファレンススペクトルデータの正確性をさらに向上することができるとともに、各レファレンススペクトルデータの取得に要する時間が無駄に長くなるのを防止することができる。
In the etching control process of FIG. 5, the spectrum of the reflectance from the
さらに、図5のエッチング制御処理では、メモリセル83及びロジック部82の存在比率に応じてメモリセル83からの反射率のスペクトル及び取得されたロジック部82からの反射率のスペクトルを重畳して各レファレンススペクトルデータを取得するので、各レファレンススペクトルデータの正確性をより向上することができる。
Further, in the etching control process of FIG. 5, the reflectance spectrum from the
また、上述したウエハWでは、メモリセル83及びロジック部82は該ウエハWの表面上において重ならないので、メモリセル83からの反射光及びロジック部82からの反射光は干渉しない。その結果、実測スペクトルデータはメモリセル83からの反射光及びロジック部82からの反射光を重畳した反射光における反射率のスペクトルとなるため、実測スペクトルデータはメモリセル83からの反射率のスペクトル及びロジック部82からの反射率のスペクトルが重畳されているレファレンススペクトルデータと正確に比較されることができ、もって、メモリセル83のCD値をより正確に測定することができる。
Further, in the wafer W described above, the
上述した図5のエッチング制御処理は、エッチング中においてラインアンドスペース構造のCD値を厳密に制御するために実行されるが、図5のエッチング制御処理による制御対象はこれに限られず、例えば、エッチングによって形成されるホールの径を厳密に制御してもよい。具体的には、白色光のスポットにおいて径が異なる2種類のホールが存在する場合に白色光の波長以下の径を有するホールの径を厳密に制御することができる。 The above-described etching control process of FIG. 5 is executed in order to strictly control the CD value of the line and space structure during etching, but the control target by the etching control process of FIG. 5 is not limited to this. The diameter of the hole formed by may be controlled strictly. Specifically, when two types of holes having different diameters exist in the spot of white light, the diameter of the hole having a diameter equal to or smaller than the wavelength of white light can be controlled strictly.
また、上述した図5のエッチング制御処理は、白色光のスポットにおいて2種類のラインアンドスペース構造が存在する場合に実行されるが、白色光のスポットにおいて3種類以上のラインアンドスペース構造が存在する場合に適用することができる。この場合、3種類以上のラインアンドスペース構造のそれぞれからの反射光における反射率のスペクトルが重畳されてレファレンススペクトルデータが取得され、該レファレンススペクトルデータが実測スペクトルデータと比較される。 The above-described etching control process in FIG. 5 is executed when two types of line and space structures exist in the spot of white light, but three or more types of line and space structures exist in the spot of white light. Can be applied in case. In this case, the reference spectrum data is obtained by superimposing the reflectance spectrum of the reflected light from each of the three or more types of line and space structures, and the reference spectrum data is compared with the actually measured spectrum data.
なお、上述した本実施の形態では、基板処理装置10においてエッチングが施される基板は半導体デバイス用のウエハであったが、エッチングが施される基板はこれに限られず、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)やFPD(Flat Panel Display)等のガラス基板であってもよい。
In the above-described embodiment, the substrate to be etched in the
また、本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、コンピュータ(例えば、コントローラ)に供給し、コンピュータのCPUが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。 Another object of the present invention is to supply a computer (for example, a controller) with a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the above-described embodiments, and the computer CPU stores the program in the storage medium. It is also achieved by reading and executing the code.
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、プログラムコード及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。 In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the program code and the storage medium storing the program code constitute the present invention.
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、RAM、NV−RAM、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、CD−RW、DVD(DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW)等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のROM等の上記プログラムコードを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムコードは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることによりコンピュータに供給されてもよい。 Examples of the storage medium for supplying the program code include RAM, NV-RAM, floppy (registered trademark) disk, hard disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD (DVD). -ROM, DVD-RAM, DVD-RW, DVD + RW) and other optical disks, magnetic tapes, non-volatile memory cards, other ROMs, etc., as long as they can store the program code. Alternatively, the program code may be supplied to the computer by downloading from another computer or database (not shown) connected to the Internet, a commercial network, a local area network, or the like.
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、CPU上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。 Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an OS (operating system) running on the CPU based on the instruction of the program code. A case where part or all of the actual processing is performed and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing is also included.
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。 Further, after the program code read from the storage medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion is performed based on the instruction of the program code. This includes the case where the CPU or the like provided in the board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
上記プログラムコードの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、OSに供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。 The form of the program code may include an object code, a program code executed by an interpreter, script data supplied to the OS, and the like.
W ウエハ
10 基板処理装置
25 CD値測定装置
27 分光部
28 光検出部
29 演算部
30 記憶部
82 ロジック部
83 メモリセル
Claims (5)
前記形状の寸法が変化したときの前記第1微小構造からの反射光における第1の反射率のスペクトル及び前記第2の微小構造からの反射光における第2の反射率のスペクトルを各前記形状の寸法について予め計算して取得する反射率スペクトル計算ステップと、
前記取得された第1の反射率のスペクトル及び前記取得された第2の反射率のスペクトルを重畳して各前記形状の寸法についてのレファレンススペクトルデータを取得する反射率スペクトル重畳ステップと、
前記基板に光を照射しつつ前記基板の前記第1及び第2の微小構造からの反射光を実測し、該実測された反射光における反射率のスペクトルを実測スペクトルデータとして取得する反射率スペクトル実測ステップと、
前記実測スペクトルデータと各前記レファレンススペクトルデータを比較し、前記実測スペクトルデータに最も近似する前記レファレンススペクトルデータに対応する前記形状の寸法を、前記測定される前記形状の寸法として算出する形状寸法算出ステップと、
前記算出された形状の寸法が所望値に到達した場合に前記所定の基板処理を終了する基板処理終了ステップとを有し、
前記反射率スペクトル計算ステップでは、前記第1の微小構造からの反射光からRCWAを用いて前記第1の反射率のスペクトルを取得し、前記第2の微小構造からの反射光からスカラー解析を用いて前記第2の反射率のスペクトルを取得することを特徴とする基板処理制御方法。 A first microstructure having a shape with a dimension less than or equal to the wavelength of the irradiated light and a second microstructure having a shape with a dimension greater than or equal to the wavelength of the irradiated light are formed on the surface of the first microstructure. A substrate processing control method for controlling the predetermined substrate processing in a substrate processing apparatus for performing a predetermined substrate processing in which a dimension of a shape in a microstructure is changed,
The spectrum of the first reflectance in the reflected light from the first microstructure and the spectrum of the second reflectance in the reflected light from the second microstructure when the dimension of the shape changes is shown for each of the shapes. A reflectance spectrum calculation step for pre-calculating and obtaining dimensions;
A reflectance spectrum superimposing step of superimposing the acquired spectrum of the first reflectance and the acquired spectrum of the second reflectance to obtain reference spectrum data for each of the shape dimensions;
Reflectance spectrum measurement in which reflected light from the first and second microstructures of the substrate is measured while irradiating the substrate, and a reflectance spectrum of the measured reflected light is obtained as measured spectrum data. Steps,
A shape dimension calculating step of comparing the measured spectrum data with each of the reference spectrum data and calculating the dimension of the shape corresponding to the reference spectrum data that is closest to the measured spectrum data as the dimension of the shape to be measured. When,
A substrate processing end step for ending the predetermined substrate processing when the calculated shape dimensions reach a desired value;
In the reflectance spectrum calculation step, the spectrum of the first reflectance is obtained from the reflected light from the first microstructure using RCWA, and scalar analysis is performed from the reflected light from the second microstructure. And obtaining a spectrum of the second reflectance.
前記形状の寸法が変化したときの前記第1微小構造からの反射光における第1の反射率のスペクトル及び前記第2の微小構造からの反射光における第2の反射率のスペクトルを各前記形状の寸法について予め計算して取得する反射率スペクトル計算ステップと、
前記取得された第1の反射率のスペクトル及び前記取得された第2の反射率のスペクトルを重畳して各前記形状の寸法についてのレファレンススペクトルデータを取得する反射率スペクトル重畳ステップと、
前記基板に光を照射しつつ前記基板の前記第1及び第2の微小構造からの反射光を実測し、該実測された反射光における反射率のスペクトルを実測スペクトルデータとして取得する反射率スペクトル実測ステップと、
前記実測スペクトルデータと各前記レファレンススペクトルデータを比較し、前記実測スペクトルデータに最も近似する前記レファレンススペクトルデータに対応する前記形状の寸法を、前記測定される前記形状の寸法として算出する形状寸法算出ステップと、
前記算出された形状の寸法が所望値に到達した場合に前記所定の基板処理を終了する基板処理終了ステップとを有し、
前記反射率スペクトル計算ステップでは、前記第1の微小構造からの反射光からRCWAを用いて前記第1の反射率のスペクトルを取得し、前記第2の微小構造からの反射光からスカラー解析を用いて前記第2の反射率のスペクトルを取得することを特徴とする記憶媒体。 A first microstructure having a shape with a dimension less than or equal to the wavelength of the irradiated light and a second microstructure having a shape with a dimension greater than or equal to the wavelength of the irradiated light are formed on the surface of the first microstructure. A computer-readable storage medium for storing a program for causing a computer to execute a substrate processing control method for controlling the predetermined substrate processing in a substrate processing apparatus that performs predetermined substrate processing in which a dimension of a shape in a microstructure changes. The substrate processing control method includes:
The spectrum of the first reflectance in the reflected light from the first microstructure and the spectrum of the second reflectance in the reflected light from the second microstructure when the dimension of the shape changes is shown for each of the shapes. A reflectance spectrum calculation step for pre-calculating and obtaining dimensions;
A reflectance spectrum superimposing step of superimposing the acquired spectrum of the first reflectance and the acquired spectrum of the second reflectance to obtain reference spectrum data for each of the shape dimensions;
Reflectance spectrum measurement in which reflected light from the first and second microstructures of the substrate is measured while irradiating the substrate, and a reflectance spectrum of the measured reflected light is obtained as measured spectrum data. Steps,
A shape dimension calculating step of comparing the measured spectrum data with each of the reference spectrum data and calculating the dimension of the shape corresponding to the reference spectrum data that is closest to the measured spectrum data as the dimension of the shape to be measured. When,
A substrate processing end step for ending the predetermined substrate processing when the calculated shape dimension reaches a desired value;
In the reflectance spectrum calculation step, the spectrum of the first reflectance is obtained from the reflected light from the first microstructure using RCWA, and scalar analysis is performed from the reflected light from the second microstructure. And obtaining the spectrum of the second reflectance.
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